Day: November 2, 2023

亲爱的读者，你是否曾经想过，我们能否让人工智能生成的图片更符合人类的审美呢？今天，我们就要带你探索这个问题的答案。我们将介绍如何使用DDPO（Denoising Diffusion Policy Optimization）通过TRL（Transformers Library）微调稳定扩散模型，从而使AI生成的图像更符合人类的审美。这是一场充满挑战与创新的神经网络冒险之旅，让我们一起启程吧！ 一、DDPO与微调扩散模型的优势 首先，我们必须理解的是，DDPO不是微调扩散模型的唯一方法，但它的优势却是显而易见的。以计算效率和准确性为首的一系列特点，使得DDPO成为了扩散模型微调的理想选择。相比于之前的方法，DDPO将去噪步骤视为一个多步马尔可夫决策过程（MDP），并在最终获得奖励。这种全新的方法，使得代理策略能够成为一个各向同性的高斯分布，而不是一个复杂的分布。因此，DDPO不仅提高了计算效率，还减少了误差的堆积，为我们提供了更精准的结果。 二、DDPO算法简述 DDPO算法主要使用了一种策略梯度方法，即近端策略优化（PPO）。在使用PPO的过程中，我们注意到，DDPO算法的独特之处主要体现在轨迹收集部分。为了更好地理解这个过程，我们提供了一个简单的流程图，帮助你理解DDPO在动作中的运作方式。 三、DDPO与RLHF：增强审美性的混合 了解了DDPO的工作原理后，我们会发现，将DDPO与RLHF（Reinforcement Learning from Human Feedback）结合起来，可以更有效地让模型的输出符合人类的审美。在这个过程中，我们首先使用预训练的扩散模型，然后收集人类偏好的数据并使用它来训练奖励模型，最后使用DDPO和奖励模型进行微调。这个过程不仅高效，而且结果非常令人满意，得到的图像更符合人类审美。 四、使用DDPO训练稳定扩散模型 让我们深入了解一下如何使用DDPO训练稳定扩散模型。首先，你需要具备一定的硬件条件，例如拥有一台A100 NVIDIA GPU。然后，安装trl库和其他一些必要的依赖。在设置完硬件和软件环境后，你就可以开始实际的训练过程了。 我们的训练过程主要使用了trl库中的DDPOTrainer和DDPOConfig类。我们提供了一个示例训练脚本，该脚本利用这两个类和一些默认参数，对预训练的稳定扩散模型进行微调。在训练过程中，我们使用了一种审美奖励模型，该模型的权重是从公开的HuggingFace仓库中读取的。因此，你不需要自己收集数据和训练审美奖励模型。 最后，我们通过python命令启动训练脚本，然后就可以看到训练过程的实时输出了。这个过程可能需要一些时间，所以请耐心等待。完成训练后，你就可以使用微调后的模型生成新的图像了。 五、总结 今天，我们一起探讨了如何使用DDPO通过TRL微调稳定扩散模型。在这个过程中，我们深入了解了DDPO的优势和工作原理，以及如何将其与RLHF结合起来，以便更好地使模型的输出符合人类的审美。我们还详细介绍了使用DDPO训练稳定扩散模型的具体步骤。 [...]

在我们日常的对话中，有没有想过让人工智能（AI）也能如人类一样自由流畅地进行长时间的交流？今天，我们将一同探索一种新的技术——“注意力吸收器”，它可能会引领我们走向这个目标。 为何我们需要“注意力吸收器”？ 大规模语言模型（LLMs）近年来引领了聊天机器人和虚拟助手的技术进步，但是，它们也存在一些限制。这些限制主要体现在两个方面：视频随机存取内存（VRAM）的使用和流畅度的丧失。 当我们使用LLMs进行长时间的对话时，模型的VRAM使用会呈线性增长，这可能会导致设备的内存限制。另一方面，当输入的内容过长，模型的表达流畅度会明显下降，表现为生成无意义的字符，或者重复的词汇。为了解决这些问题，我们研究了一种名为“注意力吸收器”的方法。 窗口注意力：一种尝试解决方法 为了解决VRAM使用问题，我们可以尝试限制输入到LLM的令牌数量，这种方法被称为窗口注意力。 在实验中，我们将窗口大小设置为1024个令牌。结果显示，虽然这种方法可以保持内存的稳定使用，但是一旦超过窗口大小，模型的表达能力就会显著下降。 注意力吸收器：新的解决思路 2023年，Xiao等人发现，当应用窗口注意力时，模型在窗口中的第一个令牌被移除后，模型的流畅度立即下降。他们注意到，即使是语义上不重要的令牌，也会占据大量的注意力分数。他们将这些令牌称为“注意力吸收器”。 基于这个发现，他们提出了一种改进的窗口注意力方法，即在窗口中始终保留初始的四个令牌，也就是“注意力吸收器”。这种方法有效地解决了窗口注意力中的一个关键问题：当第一个令牌从窗口中移除时，模型无法将注意力分数转移到该令牌上，从而导致模型失去流畅度。 结论：注意力吸收器的威力 我们使用注意力吸收器进行了实验，结果显示，使用注意力吸收器的LLMs同时具备了稳定的空间复杂度和流畅的表达能力。这表明，使用注意力吸收器，我们的模型可以保持流畅的表达，直到我们的数据耗尽。 注意力吸收器让我们的AI更接近无穷无尽的流畅表达。尽管这仍然是一个新的领域，但我们希望这种方法能够推动AI技术的前进，为我们的日常生活带来更多的便利。 在未来，我们期待看到更多的研究者和开发者参与到这个领域中来，共同推动AI技术的发展，让我们的AI可以更好地理解我们，更好地服务我们。 [...]

欢迎来到这个探索大型语言模型（LLMs）无尽流畅性的神奇旅程。在这篇文章中，我们将研究一种新的技术策略，即”注意力汇聚”，它在Hugging Face的博客中被详细介绍。这种策略对于改进LLMs，如所有Llama、Mistral、MPT、Falcon和GPT-NeoX（Pythia）模型的性能有着重要的影响。现在，让我们一起揭开这个神秘现象的面纱！ LLMs的局限性：VRAM和流畅性问题 首先，我们需要理解LLMs在现实应用中面临的挑战。其中，最重要的两个问题是VRAM使用和流畅性的丧失。在聊天助手场景中，这意味着设备的VRAM限制将限制用户连续提问的能力。同时，所有至今为止训练过的LLMs在输入过长时都会遇到流畅性的丧失问题，这会导致模型生成的语言失去连贯性。 窗口注意力：一种尝试解决VRAM问题的方法 为了解决VRAM使用问题，我们可以尝试限制输入给LLMs的令牌数量，这就是”窗口注意力”的概念。然而，实验结果显示，这种方法并不能有效地解决问题。一旦生成的令牌数超过窗口大小，模型的复杂度会立即上升。 注意力汇聚：解决流畅性问题的新策略 好在，我们发现了一个新的解决策略：注意力汇聚。研究人员发现，在应用窗口注意力的过程中，LLMs为生成下一个令牌分配了大量的注意力分数给前几个令牌，即便这些令牌在语义上并不重要。因此，当第一个令牌从窗口中移除时，模型无法将注意力分数装载到该令牌上，导致模型“崩溃”并丧失流畅性。 为了解决这个问题，研究人员提出了一种改良的窗口注意力方法，它始终保留序列中的初始4个令牌，即注意力汇聚令牌。 注意力汇聚的实践效果 实验数据显示，使用注意力汇聚的LLMs在空间复杂性和困惑度上都表现出了稳定性。此外，按照这种方式，可以无限生成文本而不会出现模型流畅性的丧失。 结论 总的来说，注意力汇聚为我们提供了一种新的解决LLMs问题的方法：通过保留注意力汇聚令牌，我们可以避免模型在生成过程中失去流畅性，并保持恒定的VRAM使用。这种方法对于改进聊天助手、虚拟助手等基于LLMs的应用具有重要的实践价值。 [...]

在今天的科技热点之旅中，我们要探讨的是一个源自语言模型领域的新词：StreamingLLM。这个强大的技术，旨在打破大型语言模型(LLM)在推理时只能记住有限上下文的限制。音乐会有无尽的旋律，那么，人工智能的语言模型是否也能拥有无尽的生成能力呢？让我们一起揭秘这个问题的答案。 1. LLM的限制：有限的上下文记忆 先让我们理解一下问题的背景。在现行的语言模型，如LLama2中，模型只能处理4K长度的上下文。这个限制导致了两个问题：一是模型无法记住超过最近4K上文的内容，二是当生成文本达到4K时，模型会自动停止。这在某种程度上限制了我们对AI对话助手的期望，我们希望它能不受输出长度的限制，并记住历史的对话。 2. StreamingLLM的提出：无限序列长度的输入和输出 然后，MIT，Meta AI，CMU的研究团队提出了一个全新的解决方案：StreamingLLM。他们声称，这种方法可以使得大型语言模型在无需任何微调的情况下，推广到无限序列长度的输入和输出。请注意，这个方法并没有增加LLM的对上文的记忆，只是让它输入输出无限长。这样的好处显而易见，例如，当你需要对话机器人生成一个很长的回答时，你不再需要输入“继续”。 3. StreamingLLM的核心技术：Attention Sink 那么，StreamingLLM是如何实现这个目标的呢？关键在于MIT韩松老师实验室的主要作者Guangxuan Xiao提出的一个名叫“Attention Sink”的技术。这个技术在处理Transformer推理时，解决了一些非常有趣的问题。他们的研究成果在学界得到了广泛的关注，并已经在github上开源。 4. StreamingLLM的解决挑战：处理无限输入的LLM StreamingLLM的目标是在不牺牲效率和性能的情况下，部署一个能处理无限输入的LLM。这样的模型可以不受长度限制不停地输出，具体效果可以参考他们的主页视频。然而，这并非易事，面临着诸多挑战。 一个挑战是在解码阶段，由于KV Cache的存在，会导致内存使用或延迟增加，而内存上线和推理服务SLA的存在，又使得KV Cache不能无限大，这构成了性能瓶颈。另一个挑战是现有模型的外推能力有限，当序列长度超过预训练时设定的注意力窗口大小时，它们的表现会下降，这是模型能力的瓶颈。 在面对这些挑战时，StreamingLLM通过使用近似注意力的方法，放松了对全部输入记忆的限制，仍然只记住最近的上下文，但实现了处理无限输入并获得无限输出的效果。 5. StreamingLLM的突破：Attention Sink StreamingLLM的另一项重大突破是他们提出了“attention sink”概念，这被认为是解决以上挑战的关键。简单来说，”attention sink”是一个技术，它将注意力集中在最近的上下文中，而非全部的上下文。这种方法大大节省了内存和计算资源，克服了KV Cache的限制，而且它使得模型可以处理无限长度的输入输出，这无疑是对现有模型的重大突破。 6. StreamingLLM的实践应用 [...]